4.1.2 光的折射实验 同步练习（学生版+解析版）

中小学教育资源及组卷应用平台
4.1．2 光的折射实验 同步练习
一、单选题
1．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （　　）
A．玻璃砖的宽度应大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些
2．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是（　　）
A．a光的波长小于b光的波长
B．a光的频率大于b光的频率
C．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
D．在真空中，a光的传播速度比b光大
3．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和蓝光组成的光从真空沿AO方向从直径面斜射入玻璃，B、C两点为两单色光的射出点，已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为tB，从C点射出的单色光由O到C的传播时间为tC，则(　　)
A．OC光线为红光，tB＝tC
B．OB光线为红光，tB＝tC
C．OC光线为红光，tB＞tC
D．OB光线为红光，tB＜tC
4．如图为2019年4月10日21时公布的，人类首次成功捕获的星系中心的黑洞图像．我们无法用肉眼看到“真身”，因为黑洞的引力很大，强到连光都无法逃脱黑洞的强大引力作为种电磁波，光可以在真空和大气中以接近的速度前进，如果有一频率为的光射入眼中，结合下表分析，我们会感觉到的颜色是（ ）
光的颜色 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
真空中的波长 700～620 620～600 600～580 580～490 490～450 450～400
A．橙色 B．黄色光 C．绿色光 D．紫色光
二、多选题
5．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）
A．为了减少作图误差，C和D的距离应适当取大一些
B．为了减少测量误差，A、B连线与法线NN′的夹角应适当大一些
C．若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像
D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，有可能在bb′一侧看不清A、B的像
6．某同学将两种不同的单色光a、b互相平行地斜射到同一平行玻璃砖的上表面，调整两束光的间距及光线的倾斜程度，结果能使两束光从玻璃砖的下表面射出后，能照射到地面上的同一点，则下列说法正确的是（　　）
A．若a光是蓝光，则b光可能是紫光
B．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
C．在真空中，a光的频率比b光的频率低
D．a、b两束光从空气进入玻璃砖，传播速度和频率都变小
7．如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体.某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率分别为、.则
A．，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线平行
B．，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线不平行
C．若，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
D．若，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定大于θ
8．某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误．但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面与不平行，如图所示．则（ ）
A．与两条直线平行
B．与两条直线不平行
C．他测出的折射率偏大
D．他测出的折射率不受影响
三、实验题
9．一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率
（1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OOˊ延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示．测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n= ________（用图中线段字母表示）
（2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率 _______（填能或否）
10．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示（O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线）。
（1）在图上补画出所需的光路______。
（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中的AB分界面上画出这两个角_____。
（3）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________。
11．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
(1)设AB的长度为l1，AO的长度l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量___________，则玻璃砖的折射率可表示为___________。
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
12．如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′.O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针．
①该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′.测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n=______.
③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”).
④另一位该同学准确的画好玻璃砖界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些．如图3所示，二实验若其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”).
13．某同学用插针法测定玻璃砖折射率的实验．
（1）在如图所示的实验中，下列说法正确的是___________．（填正确选项前的字母）
A．入射角适当大些，可以提高精确度
B．及之间的距离取得小些，可以提高精确度
C．的间距，入射角的大小均与实验的精确度无关
（2）如果有几块厚度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用厚度________（填“较大”或“较小”）的玻璃砖来测量．
14．在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行．某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图所示．
（1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO．接着，眼睛在玻璃砖的 ______ （选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线．
（2）实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？ ______ （填“是”或“否”）
（3）下列操作可以减小实验误差的是 ______ （填字母代号）
A．适当增大大头针P1、P2的间距
B．选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量
C．选用尽可能细的笔画线
D．使AO的入射角接近于90°．
15．小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”
（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图（1）所示．则插针一定错误的是_______（填“P3P4＂或＂P5P6”）按实验要求完成光路图____，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝_______．
（2）小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图（2）所示．插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图（2）中右边的插针应该是________（选填＂P3P4＂、＂P3P6＂、＂P5P4＂、＂P5P6）
16．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被挡住，接着在眼睛所在的一侧依次插两枚大头针和，使挡住和的像，挡住以及和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，图中已画出经过、点的入射光线。
（1）在图上补画出所需的光路。( )
（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的分界面上画出这两个角。( )
（3）用所测物理量计算折射率的表达式为______________。
（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率______________。
17．如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。
（1）此后正确的操作步骤顺序是________。（选填选项前的字母）
A．插上大头针，使挡住的像
B．插上大头针，使挡住、的像
C．插上大头针，使挡住的像
D．插上大头针，使挡住、的像和
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针、的位置（图甲中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图乙、丙所示。在图乙、丙中能够仅通过测量、的长度便可正确计算出折射率的是图_____（选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式为=_____（用代表线段长度的字母、表示）。
4.1．2 光的折射实验
一、单选题
1．在测定玻璃的折射率实验中，为了减小实验误差，以下说法错误的是 （　　）
A．玻璃砖的宽度应大些
B．入射角应尽量小些
C．大头针应垂直插在纸面上
D．大头针P1与P2及P3与P4之间的距离应适当大些
【答案】B
【解析】ACD．玻璃砖的宽度大些，可减小测量误差；大头针垂直插在纸面上以及大头针P1与P2及P3与P4之间的距离适当大些，可减小确定光路方向时的误差，ACD说法正确；
B．入射角不能太大也不能太小，入射角太小时，测量误差较大，B说法错误。
故选B。
2．如图所示，一束可见光穿过平行玻璃砖后，分成a、b两束单色光，则下列说法正确的是（　　）
A．a光的波长小于b光的波长
B．a光的频率大于b光的频率
C．在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大
D．在真空中，a光的传播速度比b光大
【答案】C
【解析】AB．由折射光路可知，a光的偏折程度较小，折射率较小，则a光的频率较小，a光的波长较大，AB错误；
C．根据可知，在该玻璃砖中，a光的传播速度比b光大，C正确；
D．在真空中各种光的传播速度均相同，D错误。
故选C。
3．如图所示，OBCD为半圆柱体玻璃的横截面，OD为直径，一束由红光和蓝光组成的光从真空沿AO方向从直径面斜射入玻璃，B、C两点为两单色光的射出点，已知从B点射出的单色光由O到B的传播时间为tB，从C点射出的单色光由O到C的传播时间为tC，则(　　)
A．OC光线为红光，tB＝tC
B．OB光线为红光，tB＝tC
C．OC光线为红光，tB＞tC
D．OB光线为红光，tB＜tC
【答案】A
【解析】玻璃对红光的折射率小于对蓝光的折射率，由折射定律知，红光和蓝光以相同的入射角射入玻璃砖时，红光的折射角大，所以OC光线为红光．设任一光线在O点的入射角为i，折射角为r，光在玻璃中传播的路程是s，半圆柱的半径为R.则光在玻璃中的速度为
由几何知识得
s＝2Rcos(90°－r)＝2Rsin r
则光在玻璃传播时间为
由折射定律得
nsin r＝sin i
则得
由题知，入射角i相同，R、c相等，所以时间t相同，即有
tB＝tC
故选A。
4．如图为2019年4月10日21时公布的，人类首次成功捕获的星系中心的黑洞图像．我们无法用肉眼看到“真身”，因为黑洞的引力很大，强到连光都无法逃脱黑洞的强大引力作为种电磁波，光可以在真空和大气中以接近的速度前进，如果有一频率为的光射入眼中，结合下表分析，我们会感觉到的颜色是（ ）
光的颜色 红 橙 黄 绿 蓝—靛 紫
真空中的波长 700～620 620～600 600～580 580～490 490～450 450～400
A．橙色 B．黄色光 C．绿色光 D．紫色光
【答案】C
【解析】光的波长
查题表可得，是绿色光。
故选C。
二、多选题
5．在用两面平行的玻璃砖测定玻璃的折射率的实验中，其实验光路如图所示，对实验中的一些具体问题，下列说法正确的是（　　）
A．为了减少作图误差，C和D的距离应适当取大一些
B．为了减少测量误差，A、B连线与法线NN′的夹角应适当大一些
C．若A、B的距离较大时，通过玻璃砖会看不到A、B的像
D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，有可能在bb′一侧看不清A、B的像
【答案】ABD
【解析】A．折射光线是通过过CD的直线确定的，CD间距离适当取大一些，可以使折射光线的方向更准确，故A正确；
B．A、B连线是入射光线，A、B连线与法线NN′的夹角是入射角，入射角适当大些，折射角也会大些，折射现象比较明显，角度的相对误差会小些，故B正确；
C．根据光路可逆原理，光线一定会从下表面射出，不会在下表面发生全反射，即使A、B的距离较大时，通过玻璃砖仍然会看到A、B的像，故C错误；
D．若A、B连线与法线NN′间夹角过大时，光线从下表面射出时，光强减弱，有可能在bb′一侧看不清A、B的像，故D正确。故选ABD。
6．某同学将两种不同的单色光a、b互相平行地斜射到同一平行玻璃砖的上表面，调整两束光的间距及光线的倾斜程度，结果能使两束光从玻璃砖的下表面射出后，能照射到地面上的同一点，则下列说法正确的是（　　）
A．若a光是蓝光，则b光可能是紫光
B．a光在真空中的传播速度比b光在真空中的传播速度大
C．在真空中，a光的频率比b光的频率低
D．a、b两束光从空气进入玻璃砖，传播速度和频率都变小
【答案】AC
【解析】A．由题意知，在玻璃砖的上表面a光的折射角大于b光的折射角，由折射定律知，玻璃砖对a光的折射率小于b光的折射率，则若a光是蓝光，则b光可能是紫光，故A正确；
B．真空中，a光和b光的传播速度相同，都是c，故B错误；
C．a光的折射率小于b光的折射率，则a光的频率比b光的频率低，故C正确；
D．a、b两束光从空气进入玻璃砖，传播速度都变小，频率都不变，故D错误。
故选AC。
7．如图所示，P、Q是两种透明材料制成的两块直角梯形的棱镜，叠合在一起组成一个长方体.某单色光沿与P的上表面成θ角的方向斜射向P，其折射光线正好垂直通过两棱镜的界面，已知材料的折射率分别为、.则
A．，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线平行
B．，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线不平行
C．若，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定小于θ
D．若，从Q的下表面射出的光线与下表面所夹的锐角一定大于θ
【答案】AC
【解析】如果光线从Q的下表面射出，光路如图，
根据折射定律有： ， ，
由几何知识知，r1=i2，当nP=nQ，则得r2=i1.则根据几何知识可知α=θ，从Q的下表面射出的光线与入射到P的上表面的光线平行；
当nP＜nQ，则得r2＞i1.根据几何知识得：α＜θ，即出射光线与下表面的夹角一定小于θ
A．描述与分析相符，故A正确.
B．描述与分析不符，故B错误.
C．描述与分析相符，故C正确.
D．描述与分析不符，故D错误
8．某同学用插针法测定玻璃砖的折射率，他的实验方法和操作步骤正确无误．但他处理实验记录时发现玻璃砖的两个光学面与不平行，如图所示．则（ ）
A．与两条直线平行
B．与两条直线不平行
C．他测出的折射率偏大
D．他测出的折射率不受影响
【答案】BD
【解析】AB.做出光路图如图所示
在光线由aa'面进入玻璃砖的偏折现象中，由折射定律知在光线由bb'射出玻璃砖的现象中，同理得．若aa'与bb'平行，则，因此，此时入射光线AO与出射光线O'B平行．若aa'与bb'不平行，则，此时入射光线AO与出射光线O'B不平行，A不符合题意，B符合题意．
CD.在具体测定折射率时，要求实验方法、光路均准确无误，折射率的测量值不受aa'与bb'是否平行的影响，C不符合题意，D符合题意．
三、实验题
9．一位同学用“插针法”测两面平行的玻璃砖的折射率
（1）该同学在量入射角和折射角时，由于没有量角器，在完成了光路图以后，以O点为圆心，OA为半径画圆，交OOˊ延长线于C点，过A点和C点作垂线分别交于B点和D点，如图所示．测量有关线段长度，可得玻璃的折射率n= ________（用图中线段字母表示）
（2）这种方法能否测量两面不平行的玻璃砖的折射率 _______（填能或否）
【答案】 能
【解析】（1）[1]图中AO作为入射光线，OO′是折射光线，设光线在玻璃砖上表面的入射角为i，折射角为r，则由几何知识得到
，
又AO=OC，则折射率
（2）[2]如果操作无误，则这种方法同样能测量两面不平行的玻璃砖的折射率。
10．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针P1、P2，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使P1的像被P2的像挡住，接着在眼睛所在的一侧插两枚大头针P3和P4，使P3挡住P1和P2的像，P4挡住P3以及P1和P2的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓如图甲所示（O为两圆弧圆心，图中已画出经过P1、P2点的入射光线）。
（1）在图上补画出所需的光路______。
（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角θ1和折射角θ2，请在图中的AB分界面上画出这两个角_____。
（3）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出了如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率n＝________。
【答案】
1.5
【解析】
（1）连接P1、P2表示入射光线，连接P3、P4表示出射光线，连接两光线与玻璃砖的交点，即为折射光线，作出光路图如图
（2）[2]连接O点与光线在AB上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中θ1、θ2所示
（3）图像的斜率
k==n
由题图乙可知斜率为1.5，即玻璃的折射率为1.5
11．如图所示，某同学用插针法测定一半圆形玻璃砖的折射率。在平铺的白纸上垂直纸面插大头针P1、P2确定入射光线，并让入射光线过圆心O，在玻璃砖（图中实线部分）另一侧垂直纸面插大头针P3，使P3挡住P1、P2的像，连接OP3，图中MN为分界线，虚线半圆与玻璃砖对称，B、C分别是入射光线、折射光线与圆的交点，AB、CD均垂直于法线并分别交法线于A、D点。
(1)设AB的长度为l1，AO的长度l2，CD的长度为l3，DO的长度为l4，为较方便地表示出玻璃砖的折射率，需用刻度尺测量___________，则玻璃砖的折射率可表示为___________。
(2)该同学在插大头针P3前不小心将玻璃砖以O为圆心顺时针转过一小角度，由此测得玻璃砖的折射率将___________（选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】 l1和l3 偏大
【解析】
(1)由几何关系，可得
，
因此玻璃的折射率为
因此只需测量l1和l3即可。
(2当玻璃砖顺时针转过一个小角度时，在处理数据时，认为l1是不变的，即入射角不变，而l3减小，所以测量值将偏大。
12．如图1所示，某同学在“测定玻璃的折射率”的实验中，先将白纸平铺在木板上并用图钉固定，玻璃砖平放在白纸上，然后在白纸上确定玻璃砖的界面aa′和bb′.O为直线AO与aa′的交点．在直线OA上竖直地插上P1、P2两枚大头针．
①该同学接下来要完成的必要步骤有______
A．插上大头针P3，使P3仅挡住P2的像
B．插上大头针P3，使P3挡住P1的像和P2的像
C．插上大头针P4，使P4仅挡住P3
D.插上大头针P4，使P4挡住P3和P1、P2的像
②过P3、P4作直线交bb′于O′，过O′作垂直于bb′的直线NN′，连接OO′.测量图1中角α和β的大小．则玻璃砖的折射率n=______.
③如图2所示，该同学在实验中将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽．若其他操作正确，则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”).
④另一位该同学准确的画好玻璃砖界面aa′和bb′后，实验过程中不慎将玻璃砖向下平移了一些．如图3所示，二实验若其他操作均正确，则折射率的测量值______准确值(选填“大于”、“小于”或“等于”).
【答案】 BD 小于 等于
【解析】（1）用挡像法确定P3、P4的位置；
（2）应根据折射定律n=，求解折射率；
（3）将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，导致α角偏大，由折射率公式分析误差；
（4）通过作光路图，分析入射角和折射角是否变化，由折射定律分析折射率的误差．
【详解】
（1）该同学接下来要完成的必要步骤有：确定P3大头针的位置的方法是插上大头针P3，使P3能挡住P1、P2的像．确定P4大头针的位置的方法是大头针P4能挡住P3和P1、P2的像．P3和P1、P2的像，故该同学接下来要完成的必要步骤有：BD．
（2）应根据折射定律得：玻璃砖的折射率为 n=；
（3）将玻璃砖界面aa′和bb′的间距画得过宽但仍平行，而其他操作正确，导致α角偏大，由于n=，故折射率的测量值将偏小．
（4）如图所示，虚线表示将玻璃砖向下平移后实际的光路图，而实线是作图时所采用的光路图，通过比较发现，入射角和折射角没有变化，则由折射定律得知，该同学测得的折射率将不变．
13．某同学用插针法测定玻璃砖折射率的实验．
（1）在如图所示的实验中，下列说法正确的是___________．（填正确选项前的字母）
A．入射角适当大些，可以提高精确度
B．及之间的距离取得小些，可以提高精确度
C．的间距，入射角的大小均与实验的精确度无关
（2）如果有几块厚度大小不同的平行玻璃砖可供选择，为了减小误差，应选用厚度________（填“较大”或“较小”）的玻璃砖来测量．
【答案】 A 较大
【解析】
（1）A．入射角尽量大些，折射角也会大些，折射现象较明显，角度的相对误差会减小，故A正确；
BC．折射光线是通过隔着玻璃砖观察成一条直线确定的，大头针间的距离太小，引起的角度会较大，故及之间的距离适当大些，可以提高准确度，BC错误；
（2）在厚度大小不同的玻璃砖可供选择时，玻璃砖厚度较大时，引起的角度误差较小，故应选用厚度较大的玻璃砖进行测量。
14．在“用插针法测玻璃砖折射率“的实验中，玻璃砖的ab边与a′b′边相互平行，aa′边与bb′边不平行．某同学在白纸上仔细画出了玻璃砖的两条边线aa′和bb′，如图所示．
（1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO．接着，眼睛在玻璃砖的 ______ （选填“同一侧”、“另一侧”）观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线．
（2）实验中是否要求四枚大头针的针帽在同一视线上？ ______ （填“是”或“否”）
（3）下列操作可以减小实验误差的是 ______ （填字母代号）
A．适当增大大头针P1、P2的间距
B．选择玻璃砖相互平行的ab、a′b′边来测量
C．选用尽可能细的笔画线
D．使AO的入射角接近于90°．
【答案】 另一侧 否 AC
【解析】（1）实验时，先在玻璃砖的一侧插两枚大头针P1和P2以确定入射光线AO；接着，眼睛在玻璃砖的另一侧观察所插的两枚大头针P1和P2，同时通过插第三、第四枚大头针来确定从玻璃砖射出的光线；
（2）实验中要求四枚大头针的针尖在同一视线上，而不是针帽；
（3）大头针P1和P2及P3和P4之间的距离适当大些时，相同的距离误差，引起的角度误差会减小，角度的测量误差会小些，故A正确．作插针法测定折射率时，玻璃砖上下表面不一定要平行，故B错误．为了准确确定入射光线和折射光线，选用尽可能细的笔画线，故C正确．为了减小测量的相对误差，选择的入射角应尽量大些，效果会更好，但不是接近90°，故D错误．故选AC.
15．小显和小涛同学“用插针法测玻璃棱镜的折射率”
（1）小显同学按实验步骤，先在纸上插下二枚大头针P1、P2，然后在玻璃棱镜的另一侧插下另外二枚大头针，如图（1）所示．则插针一定错误的是_______（填“P3P4＂或＂P5P6”）按实验要求完成光路图____，并标出相应的符号，所测出的玻璃棱镜的折射率n＝_______．
（2）小涛同学突发奇想，用两块同样的玻璃直角三棱镜ABC来做实验，两者的AC面是平行放置的，如图（2）所示．插针P1、P2的连线垂直于AB面，若操作正确的话，则在图（2）中右边的插针应该是________（选填＂P3P4＂、＂P3P6＂、＂P5P4＂、＂P5P6）
【答案】 如图所示：

【解析】（1）光线经三棱镜折射后应该偏向底边，故插针一定错误的是“P5P6”； 光路如图；
根据光的折射定律：
（2）根据光路图可知，经过P1P2的光线经两块玻璃砖的分界处后向下偏，然后射入右侧玻璃砖后平行射出，则图（2）中右边的插针应该是P5P6；
16．用圆弧状玻璃砖做测定玻璃折射率的实验时，先在白纸上放好圆弧状玻璃砖，在玻璃砖的一侧竖直插上两枚大头针、，然后在玻璃砖的另一侧观察，调整视线使的像被挡住，接着在眼睛所在的一侧依次插两枚大头针和，使挡住和的像，挡住以及和的像，在纸上标出大头针位置和圆弧状玻璃砖轮廓，如图甲所示，其中为两圆弧圆心，图中已画出经过、点的入射光线。
（1）在图上补画出所需的光路。( )
（2）为了测出玻璃的折射率，需要测量入射角和折射角，请在图中的分界面上画出这两个角。( )
（3）用所测物理量计算折射率的表达式为______________。
（4）多次改变入射角，测得几组入射角和折射角，根据测得的入射角和折射角的正弦值，画出如图乙所示的图像，由图像可知该玻璃的折射率______________。
【答案】 见解析 1.5
【解析】（1）连接、与交于一点，此交点即为光线从玻璃砖中射出的位置，由于、的连线与的交点即为光线进入玻璃砖的位置，连接两交点即可作出玻璃砖中的光路，如图所示
（2）连接O点与光线在上的入射点即为法线，作出入射角和折射角如图中i、r所示。
（3）由折射定律可得
（4）图像的斜率
由题图乙可知斜率为1.5，即该玻璃的折射率为1.5。
17．如图甲所示，在测量玻璃折射率的实验中，两位同学先在白纸上放好截面是正三角形的三棱镜，并确定和界面的位置。然后在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，再从棱镜的右侧观察和的像。
（1）此后正确的操作步骤顺序是________。（选填选项前的字母）
A．插上大头针，使挡住的像
B．插上大头针，使挡住、的像
C．插上大头针，使挡住的像
D．插上大头针，使挡住、的像和
（2）正确完成上述操作后，在纸上标出大头针、的位置（图甲中已标出）。为测量该种玻璃的折射率，两位同学分别用圆规及刻度尺作出了完整光路和若干辅助线，如图乙、丙所示。在图乙、丙中能够仅通过测量、的长度便可正确计算出折射率的是图_____（选填“乙”或“丙”），所测玻璃折射率的表达式为=_____（用代表线段长度的字母、表示）。
【答案】 BD 丙
【解析】 (1)在棱镜的左侧画出一条直线，并在线上竖直插上两枚大头针和，确定入射光线，然后插上大头针，使挡住、的像，再插上大头针，使挡住、的像和，从而确定出射光线，故BD正确，AC错误；
(2)[2][3]设入射角为，折射角为，对于题图乙有
对于题图丙有
可知仅通过测量、的长度便可正确计算出折射率的是题图丙，折射率
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
HYPERLINK "http://21世纪教育网(www.21cnjy.com)
" 21世纪教育网(www.21cnjy.com)